《心术》讲述了江州市云山医院神经外科一群医护工作者的生活与工作。刘晨曦（张嘉译 饰）是科里的老大，医术精湛、为人正直，但他的女儿南南患有先天性肾衰竭，他与妻子始终在等待合适的肾源，为女儿争取手术机会。二师兄霍思淼（吴秀波 饰）出身功臣之家，平日幽默风趣，面对手术却始终严谨认真。一次偶然的相遇，他结识了陪母亲看病的演员黄菁菁（韩雨芹 饰），两人从交流病情开始逐渐发展感情，等韩妈妈出院时，黄菁菁已经成了霍思淼的VIP。
相比霍思淼情场上的顺利，大龄剩女美小护（海清 饰）的感情经历更令人心疼。她与霍思淼相识多年，是彼此熟悉的哥们，平时常常打情骂俏，却一直守护着纯洁的友谊。初出茅庐的郑艾平在接诊时遇见了小护士张晓蕾（杨紫 饰），两人很快坠入爱河。这群医护人员每天都要面对生死考验，在仁爱、仁心与仁术的熏陶中，体味着人生百态，也经历着世间的悲欢离合。
